核電站crdm下部ω焊縫坡口加工方法及刀具的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及核電站焊接技術領域，尤其涉及一種核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工方法及刀具。
【背景技術】
[0002]核電站用來定位控制棒組件的控制棒驅動機構(CRDM，Control Rod DriveMachine)安裝于反應堆壓力容器頂蓋接管座上，是完全防泄漏的磁鎖。三個電磁線圈順序排列，在反應堆控制系統發出的電信號控制下，通過驅動控制棒束抽出、保持或插入反應堆，來控制核反應速率；其中，抽出控制棒使核反應增強，插入控制棒使核反應減弱。
[0003]CRDM耐壓殼有上、中、下三道焊縫，上部和中部焊縫在設備制造廠焊接完成，下部焊縫是Ω焊縫，在現場由自動焊焊接完成。由于CRDM耐壓殼屬一回路承壓邊界，在運行期間受高溫、高壓、中子輻照及高低溫疲勞載荷作用，三道焊縫容易產生裂紋，從而嚴重影響核電站的安全運行，因此對CRDM耐壓殼的焊縫質量要求非常嚴格。
[0004]當前有的核電站的CRDM耐壓殼與反應堆壓力容器頂蓋接管座的連接方式為上部螺紋和下部Ω密封焊連接，如圖1所示，該下部Ω密封焊通過Y型密封環填充和一次自動焊接成型焊縫(通常采用鎢極氬弧焊)，對焊縫的外觀、平行度、寬度、高度進行檢查，要求苛刻嚴格。除了焊接工藝以外，Y型密封環與接管座的間隙gap(通常為0.04_)(如圖1所示)、與鎢極的相對位置，以及接管座唇邊(如圖2所示)的尺寸等，對焊縫的成型都有著至關重要的影響。
[0005]在首次安裝焊接階段，因CRDM耐壓殼和反應堆壓力容器頂蓋接管座的焊接是在設備制造廠由大型數控車床加工而成，所以該接管座唇邊尺寸可以得到精確的保證，對接管座唇邊尺寸不存在影響。但當該接管座已經冷裝焊接在壓力容器頂蓋上之后，如果安裝階段因各種原因需對CRDM返修，或在役電站大修期間需進行CRDM的更換等，則需對該焊縫進行切割，然后重新加工壓力容器頂蓋接管座唇邊尺寸。此時，不僅無法采用數控機床，而且操作空間狹小，在役機組還面臨著放射性輻射等嚴峻考驗。
[0006]針對上述情況，現有技術在進行CRDM返修或更換時，主要采用三種普通的刀具對壓力容器頂蓋接管座唇邊進行坡口加工，利用這三種刀具對接管座唇邊上部平面和內、夕卜側面平面進行6次配合切削以完成加工，如圖3所示，包括:1)第1、2、3次切削使用刀具1，每次切削量約0.1_，目的將原Y型密封環在焊縫中的殘留去除；2)第4、5次切削使用刀具2，每次切削量約0.2mm,目的將原Y型密封環在焊縫外側壁焊縫殘留去除；3)第6次切削使用刀具3，以控制唇邊厚度為2.0mm左右來控制切削量，目的將原焊縫的內部焊縫殘留去除。
[0007]現有技術至少存在以下技術缺陷:
[0008]I)壓力容器頂蓋接管座唇邊內表面存在弧形的倒角，當采用直立的刀具進行加工時，會形成一個轉角，影響焊接質量，進而影響核電站運行安全；
[0009]2)由于采用三種刀具配合加工，在每次變換刀具后需要重新對加工角度進行調整，加工的尺寸精度難保證，可靠性低；
[0010]3)加工過程中多次變換刀具，增加了調整時間，使得整個工期延長，尤其是在役機組高放射性劑量的情況下，增加了施工人員的受照時間。
【發明內容】
[0011]本發明針對現有技術中存在的核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工的尺寸精度難保證且可靠性低，進而影響焊接質量，以及延長工期而增加施工人員的受照時間的技術問題，提供一種核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工方法及刀具。提高CRDM更換的效率，提高壓力容器頂蓋接管座唇邊尺寸的加工精度，保證CRDM下部Ω焊縫的焊接質量，加強實施的可靠性。
[0012]—方面，本發明提供了一種核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工方法，應用于刀具驅動設備中，所述Ω焊縫為CRDM與反應堆壓力容器頂蓋接管座唇邊通過Ω密封焊形成的焊縫，所述刀具驅動設備用于驅動核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工刀具切削所述接管座唇邊的焊縫殘留，所述刀具包括:第一加工刀面、第二加工刀面和第三加工刀面；所述坡口加工方法包括以下步驟:
[0013]S1、在所述刀具固定裝夾在所述刀具驅動設備的旋轉機頭上后，檢測并調整所述刀具驅動設備與所述接管座的同心度，以使所述刀具驅動設備與所述接管座的同心度一致；以及設定所述刀具相對所述接管座唇邊的初始位置；
[0014]S2、驅動所述刀具圍繞所述接管座軸線沿預設方向以預設轉速旋轉，同時驅動所述刀具以預設速度向下運動，以通過所述第一加工刀面、所述第二加工刀面和所述第三加工刀面切削焊縫殘留；其中，所述第一加工刀面用于對所述接管座唇邊的內側的焊縫殘留進行切削，所述第二加工刀面用于對所述接管座唇邊的上部的焊縫殘留進行切削，所述第三加工刀面用于對所述接管座唇邊的外側的焊縫殘留進行切削，所述預設方向為所述刀具的刀刃面的朝向；
[0015]S3、在所述刀具達到預設位置后，控制所述刀具停止向下運動，且繼續圍繞所述接管座軸線沿所述預設方向旋轉；同時驅動所述刀具向上運動，直至所述刀具離開所述接管座唇邊，并控制所述刀具停止運動。
[0016]可選的，所述預設轉速為40?80轉/分鐘，所述預設速度為0.01?0.03mm/轉。
[0017]另一方面，本發明還提供了一種核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工刀具，所述Ω焊縫為CRDM與反應堆壓力容器頂蓋接管座唇邊通過Ω密封焊形成的焊縫，所述刀具包括:
[0018]切割部，包括:用于對所述接管座唇邊的內側的焊縫殘留進行切削的第一加工刀面，其中，所述第一加工刀面為弧形；用于對所述接管座唇邊的上部的焊縫殘留進行切削的第二加工刀面；用于對所述接管座唇邊的外側的焊縫殘留進行切削的第三加工刀面；
[0019]與所述切割部固定連接的裝夾部，用于與刀具驅動設備的旋轉機頭固定連接，并在所述旋轉機頭的驅動下，帶動所述第一加工刀面、所述第二加工刀面和所述第三加工刀面同時對所述接管座唇邊的焊縫殘留進行切削。
[0020]可選的，所述第一加工刀面、所述第二加工刀面和所述第三加工刀面為一體成型。
[0021]可選的，所述第一加工刀面為60°圓弧形，所述第一加工刀面的半徑與所述接管座唇邊半徑相等。
[0022]可選的，所述第二加工刀面的寬度為1.9?2.0mm
[0023]可選的，所述第三加工刀面為錐形刀刃。
[0024]可選的，所述裝夾部上設置有通孔，所述通孔的孔徑與所述旋轉機頭匹配，所述裝夾部通過所述通孔固定安裝到所述旋轉機頭上。
[0025]可選的，所述裝夾部整體為等邊三角形，所述等邊三角形的邊長為10?15mm，所述等邊三角形的厚度為4?6mm。
[0026]可選的，所述切割部固定設置在所述等邊三角形的一邊上；所述切割部的厚度小于所述裝夾部的厚度。
[0027]可選的，所述切割部設置有刀刃面；所述切割部包括相對的第一面和第二面，所述第一面與所述第二面的距離為所述切割部的厚度；所述第一面與所述裝夾部的一面齊平，所述第二面為所述刀刃面。
[0028]本發明提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點:
[0029]由于在本發明中提供的核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工刀具，包括:第一加工刀面、第二加工刀面和第三加工刀面。進一步，在上述坡口加工刀具的基礎上提供了一種核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工方法，包括步驟:S1、在所述刀具固定裝夾在所述刀具驅動設備的旋轉機頭上后，檢測并調整所述刀具驅動設備與所述接管座的同心度，以使所述刀具驅動設備與所述接管座的同心度一致；以及設定所述刀具相對所述接管座唇邊的初始位置；S2、驅動所述刀具圍繞所述接管座軸線沿預設方向以預設轉速旋轉，同時驅動所述刀具以預設速度向下運動，以通過所述第一加工刀面、所述第二加工刀面和所述第三加工刀面切削焊縫殘留；其中，所述第一加工刀面用于對所述接管座唇邊的內側的焊縫殘留進行切肖IJ，所述第二加工刀面用于對所述接管座唇邊的上部的焊縫殘留進行切削，所述第三加工刀面用于對所述接管座唇邊的外側的焊縫殘留進行切削，所述預設方向為所述刀具的刀刃面的朝向；S3、在所述刀具達到預設位置后，控制所述刀具停止向下運動，且繼續圍繞所述接管座軸線沿所述預設方向旋轉；同時驅動所述刀具向上運動，直至所述刀具離開所述接管座唇邊，并控制所述刀具停止運動。有效地解決了現有技術中核電站CRDM下部Ω焊縫坡口加工的尺寸精度難保證且可靠性低，進而影響焊接質量，以及延長工期而增加施工人員的受照時間的技術問題；保證了加工精度，降低壓力容器頂蓋接管座返修過程中報廢的風險，可靠性高，為焊接質量和核電站安全運行提供條件，可一次完成加工，省去了加工過程中多次變換刀具、調整等多道工序，節省工期，減少施工人員受到放射性輻照的時間。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發明實施例